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Theorem dvsec

Description: Derivative of the secant function. (Contributed by Jon Pennant, 28-Aug-2026)

Ref Expression
Assertion dvsec ⊢ ℂ D sec = x ∈ dom ⁡ sec ⟼ sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x

Proof

Step Hyp Ref Expression
1 df-sec ⊢ sec = x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ 1 cos ⁡ x
2 1 oveq2i ⊢ ℂ D sec = dx ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 1 cos ⁡ x d ℂ x
3 cnelprrecn ⊢ ℂ ∈ ℝ ℂ
4 3 a1i ⊢ ⊤ → ℂ ∈ ℝ ℂ
5 1cnd ⊢ ⊤ → 1 ∈ ℂ
6 elrabi ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → x ∈ ℂ
7 coscl ⊢ x ∈ ℂ → cos ⁡ x ∈ ℂ
8 6 7 syl ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x ∈ ℂ
9 fveq2 ⊢ y = x → cos ⁡ y = cos ⁡ x
10 9 neeq1d ⊢ y = x → cos ⁡ y ≠ 0 ↔ cos ⁡ x ≠ 0
11 10 elrab ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ↔ x ∈ ℂ ∧ cos ⁡ x ≠ 0
12 11 simprbi ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x ≠ 0
13 8 12 jca ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x ∈ ℂ ∧ cos ⁡ x ≠ 0
14 eldifsn ⊢ cos ⁡ x ∈ ℂ ∖ 0 ↔ cos ⁡ x ∈ ℂ ∧ cos ⁡ x ≠ 0
15 13 14 sylibr ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x ∈ ℂ ∖ 0
16 15 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x ∈ ℂ ∖ 0
17 sincl ⊢ x ∈ ℂ → sin ⁡ x ∈ ℂ
18 6 17 syl ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → sin ⁡ x ∈ ℂ
19 18 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → sin ⁡ x ∈ ℂ
20 19 negcld ⊢ ⊤ ∧ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − sin ⁡ x ∈ ℂ
21 7 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℂ → cos ⁡ x ∈ ℂ
22 17 negcld ⊢ x ∈ ℂ → − sin ⁡ x ∈ ℂ
23 22 adantl ⊢ ⊤ ∧ x ∈ ℂ → − sin ⁡ x ∈ ℂ
24 cosf ⊢ cos : ℂ ⟶ ℂ
25 24 a1i ⊢ ⊤ → cos : ℂ ⟶ ℂ
26 25 feqmptd ⊢ ⊤ → cos = x ∈ ℂ ⟼ cos ⁡ x
27 26 mptru ⊢ cos = x ∈ ℂ ⟼ cos ⁡ x
28 27 oveq2i ⊢ ℂ D cos = dx ∈ ℂ cos ⁡ x d ℂ x
29 dvcos ⊢ ℂ D cos = x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ x
30 28 29 eqtr3i ⊢ dx ∈ ℂ cos ⁡ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ x
31 30 a1i ⊢ ⊤ → dx ∈ ℂ cos ⁡ x d ℂ x = x ∈ ℂ ⟼ − sin ⁡ x
32 ssrab2 ⊢ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⊆ ℂ
33 32 a1i ⊢ ⊤ → y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⊆ ℂ
34 eqid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld
35 34 cnfldtopon ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld ∈ TopOn ⁡ ℂ
36 35 toponrestid ⊢ TopOpen ⁡ ℂ fld = TopOpen ⁡ ℂ fld ↾ 𝑡 ℂ
37 coscn ⊢ cos : ℂ ⟶cn ℂ
38 ssid ⊢ ℂ ⊆ ℂ
39 34 36 36 cncfcn ⊢ ℂ ⊆ ℂ ∧ ℂ ⊆ ℂ → ℂ ⟶cn ℂ = TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
40 38 38 39 mp2an ⊢ ℂ ⟶cn ℂ = TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
41 37 40 eleqtri ⊢ cos ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld
42 cnn0opn ⊢ ℂ ∖ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld
43 cnima ⊢ cos ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld Cn TopOpen ⁡ ℂ fld ∧ ℂ ∖ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld → cos -1 ℂ ∖ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld
44 41 42 43 mp2an ⊢ cos -1 ℂ ∖ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld
45 coscl ⊢ y ∈ ℂ → cos ⁡ y ∈ ℂ
46 eldifsn ⊢ cos ⁡ y ∈ ℂ ∖ 0 ↔ cos ⁡ y ∈ ℂ ∧ cos ⁡ y ≠ 0
47 46 baib ⊢ cos ⁡ y ∈ ℂ → cos ⁡ y ∈ ℂ ∖ 0 ↔ cos ⁡ y ≠ 0
48 45 47 syl ⊢ y ∈ ℂ → cos ⁡ y ∈ ℂ ∖ 0 ↔ cos ⁡ y ≠ 0
49 48 bicomd ⊢ y ∈ ℂ → cos ⁡ y ≠ 0 ↔ cos ⁡ y ∈ ℂ ∖ 0
50 49 rabbiia ⊢ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 = y ∈ ℂ | cos ⁡ y ∈ ℂ ∖ 0
51 25 feqmptd ⊢ ⊤ → cos = y ∈ ℂ ⟼ cos ⁡ y
52 51 mptru ⊢ cos = y ∈ ℂ ⟼ cos ⁡ y
53 52 mptpreima ⊢ cos -1 ℂ ∖ 0 = y ∈ ℂ | cos ⁡ y ∈ ℂ ∖ 0
54 50 53 eqtr4i ⊢ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 = cos -1 ℂ ∖ 0
55 54 eleq1i ⊢ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld ↔ cos -1 ℂ ∖ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld
56 44 55 mpbir ⊢ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld
57 56 a1i ⊢ ⊤ → y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ∈ TopOpen ⁡ ℂ fld
58 4 21 23 31 33 36 34 57 dvmptres ⊢ ⊤ → dx ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 cos ⁡ x d ℂ x = x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ − sin ⁡ x
59 4 5 16 20 58 dvrecg ⊢ ⊤ → dx ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 1 cos ⁡ x d ℂ x = x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2
60 59 mptru ⊢ dx ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 1 cos ⁡ x d ℂ x = x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2
61 18 negcld ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − sin ⁡ x ∈ ℂ
62 61 mullidd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 ⁢ − sin ⁡ x = − sin ⁡ x
63 sqval ⊢ cos ⁡ x ∈ ℂ → cos ⁡ x 2 = cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
64 8 63 syl ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x 2 = cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
65 62 64 oveq12d ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2 = − sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
66 65 negeqd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2 = − − sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
67 8 8 mulcld ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x ∈ ℂ
68 8 8 12 12 mulne0d ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x ≠ 0
69 61 67 68 divnegd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − − sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x = − − sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
70 18 negnegd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − − sin ⁡ x = sin ⁡ x
71 70 oveq1d ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − − sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x = sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
72 69 71 eqtrd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − − sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x = sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
73 66 72 eqtrd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2 = sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
74 ax-1cn ⊢ 1 ∈ ℂ
75 74 a1i ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 ∈ ℂ
76 75 8 18 8 12 12 divmuldivd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 cos ⁡ x ⁢ sin ⁡ x cos ⁡ x = 1 ⁢ sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
77 18 mullidd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 ⁢ sin ⁡ x = sin ⁡ x
78 77 oveq1d ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 ⁢ sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x = sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
79 76 78 eqtrd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 cos ⁡ x ⁢ sin ⁡ x cos ⁡ x = sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x
80 79 eqcomd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → sin ⁡ x cos ⁡ x ⁢ cos ⁡ x = 1 cos ⁡ x ⁢ sin ⁡ x cos ⁡ x
81 73 80 eqtrd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2 = 1 cos ⁡ x ⁢ sin ⁡ x cos ⁡ x
82 secval ⊢ x ∈ ℂ ∧ cos ⁡ x ≠ 0 → sec ⁡ x = 1 cos ⁡ x
83 11 82 sylbi ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → sec ⁡ x = 1 cos ⁡ x
84 83 eqcomd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 cos ⁡ x = sec ⁡ x
85 tanval ⊢ x ∈ ℂ ∧ cos ⁡ x ≠ 0 → tan ⁡ x = sin ⁡ x cos ⁡ x
86 11 85 sylbi ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → tan ⁡ x = sin ⁡ x cos ⁡ x
87 86 eqcomd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → sin ⁡ x cos ⁡ x = tan ⁡ x
88 84 87 oveq12d ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 cos ⁡ x ⁢ sin ⁡ x cos ⁡ x = sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x
89 81 88 eqtrd ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2 = sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x
90 89 mpteq2ia ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2 = x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x
91 75 8 12 divcld ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 → 1 cos ⁡ x ∈ ℂ
92 1 91 fmpti ⊢ sec : y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟶ ℂ
93 92 fdmi ⊢ dom ⁡ sec = y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0
94 93 eqcomi ⊢ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 = dom ⁡ sec
95 94 mpteq1i ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x = x ∈ dom ⁡ sec ⟼ sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x
96 90 95 eqtri ⊢ x ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 ⟼ − 1 ⁢ − sin ⁡ x cos ⁡ x 2 = x ∈ dom ⁡ sec ⟼ sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x
97 60 96 eqtri ⊢ dx ∈ y ∈ ℂ | cos ⁡ y ≠ 0 1 cos ⁡ x d ℂ x = x ∈ dom ⁡ sec ⟼ sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x
98 2 97 eqtri ⊢ ℂ D sec = x ∈ dom ⁡ sec ⟼ sec ⁡ x ⁢ tan ⁡ x